腔增强吸收光谱技术在大气环境研究中的应用进展

大气污染是全球性环境问题,针对大气环境污染物检测技术的发展对大气环境研究至关重要.光谱分析方法因其具有特异性选择、高精度、高时间分辨等优势,已被广泛应用于大气污染物检测领域.腔增强吸收光谱(CEAS)技术由腔衰荡光谱(CRDS)技术发展而来,是通过测量透过高精细度谐振腔的光强获得分子吸收信息的高灵敏度探测技术.该技术自...     

成都金沙遗址古代陶片的PIXE和RBS分析(英文)

成都金沙遗址的年代覆盖了商代晚期至西周时期（公元前1200年—公元前650年）, 一般被认为是三星堆文化的延续。初步建立了质子激发X射线发射（PIXE）和卢瑟福背散射（RBS）实验装置, 并采用PIXE和RBS方法研究了从金沙遗址出土的部分陶片的元素组成。通过因子分析, 观察到来自不同地层的陶片的元素组成存在一定的差异, 这可能意味着制作陶器的陶土在不同时期取自不同的地点。也观察到来自不同发掘坑的陶片的元素组成没有明显的聚类现象, 这可能意味着制作不同使用用途的陶器所用的陶土是没有区别的。Jinsha Ruins Site, Chengdu, China, spanned the age from late Shang Dynasty to Western Zhou Dynasty (B.C.1200—B.C.650), was generally considered as the inheritance of Sanxingdui Culture. This paper focuses on the studies of the pottery unearthed from Jinsha. PIXE and RBS experimental setup was preliminarily established and these techniques were employed to find the elemental composition of those collected shards. From the results of factor analysis, the differences can be seen among pottery shards from different stratums, which may suggest that the clay gathered from different sites was used in different periods. The authors also found that there was no obvious assemblage phenomenon in the factor analysis among the pottery shards from different pits, this may be the evidence for “no special clay for special use”.     

整体毛细管X光透镜在大气颗粒物单颗粒分析中的应用

对大气颗粒物进行单颗粒X射线荧光(XRF)分析,是一种识别大气颗粒物来源的有力手段.为了利用实验室X射线光源对大气颗粒物进行单颗粒XRF分析,建立了基于整体毛细管X光透镜和实验室X射线光源的微束X射线谱仪.透镜焦斑处的功率密度增益在103数量级,焦斑直径为30 μm左右.该微束X射线谱仪对Fe-Kα线的最小探测极限为0.7 Pg.在Mo靶光源电压和电流分别为30 kV和50 mA的条件下,利用该谱仪对直径为9 μm的大气颗粒物单颗粒进行XRF分析时,测谱时间在180 s左右.实验表明,基于毛细管X光透镜和实验室X射线光源的微束X射线分析技术在大气颗粒物单颗粒分析中有着潜在的应用价值.     

近红外光谱分析技术在茶叶鉴别中的应用研究

茶叶快速准确鉴别方法研究是当前茶叶行业亟待解决的一个重要课题。该研究采用近红外光谱结合主成分-马氏距离模式识别方法鉴别了龙井、碧螺春、毛峰和铁观音4种中国名茶。研究结果表明,在6 500～5 300 cm-1波数范围内的光谱,通过MSC预处理方法,用8个主成分建立的模型最好,模型对校正集样本和预测集样本的鉴别率分别达到98.75%和95%。该研究为快速准确鉴别茶叶提供了一种新思路。     

激光光谱技术在环境监测中的应用专题系（Ⅰ）：光谱技术在大气环境监测中的应用

碳的氧化物、硫的氧化物、氮的氧化物和卤化物等是由人类的生物活动和社会活动产生的重要的环境污染物质,它造成了温室效应、酸雨、对流层的光化学雾和平流层的臭氧耗减等环境问题,它威胁着人类的生存环境和地球上的生态平衡,光谱技术可广泛应用于环境污染监测。文章简便介绍全球面临的主要环境问题,重点介绍光谱技术（包括常规光谱技术、激光光谱技术以及激光雷达等）在大气环境监测中的应用和进展,利用这些技术,可以获得污染物的组分、浓度、温度或空间分布等方面的信息。     

大气颗粒物重金属元素分析技术研究进展

大气颗粒物已经成为当前大气环境首要污染物,而其中重金属由于具有非降解性和滞后性,严重威胁人类生命和自然环境,已成为当前研究热点。对分析大气颗粒物中重金属元素所用原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法、荧光光谱法、中子活化法、辉光放电原子发射光谱法、微波等离子体原子发射光谱法和激光诱导击穿光谱法进行了综述,并尝试对这些技术的不足之处提出一些改进建议：连续光源原子吸收光谱法同时测定多种元素,原子发射光谱法直接测定颗粒物,高分辨率激光剥蚀电感耦合等离子质谱法测定固体样品,低散射同步加速荧光法测定大气颗粒物和k₀中子活化法测定对流层发射性元素。大气颗粒物重金属元素的时空分布差异和人类对环境空气质量要求的提高以及现代仪器科学技术的高速发展促使大气颗粒物重金属元素分析技术朝着实时、快速、检出限低、直接测定和操作简便的方向发展。     

利用PIXE和ICP-AES 对蛇纹石原料及中国古代蛇纹石玉器的微量元素分析

以蛇纹石这一中国传统的玉材为对象,旨在通过微量元素含量分析来探索古代蛇纹石玉器原料的可能来源。采用无损的外束质子激发X射线荧光技术(PIXE)对来自中国几个典型矿区的蛇纹石样品主量元素和微量元素进行了分析。同时也采用有损的电感耦合等离子体原子发射光谱技术(ICP-AES)对这些蛇纹石样品的微量元素含量进行了比较分析。结果表明,两种分析方法所获取的蛇纹石微量元素含量趋势具有一致性,说明PIXE无损分析技术可以应用于蛇纹石的微量元素分析研究。讨论了蛇纹石的微量元素含量与地质成因之间的关系,这些蛇纹石的微量元素含量存在明显的差异,这种差异可以用来区分不同地质成因的蛇纹石。Ⅰ型地质成因的蛇纹石中微量元素中Ni含量较低,且几乎不含Cr和Co,而Ⅱ型地质成因的蛇纹石中则含有较高微量元素的Cr,Co和Ni。采用PIXE技术分析了来自浙江、江苏、河南、安徽和湖北等省出土的新石器时代至战国时期(4585 BC—221 BC)14个遗址或墓葬出土的18件蛇纹石玉器的化学成分,通过与两种地质成因类型蛇纹石的微量元素比较分析,初步推测了这些蛇纹石玉器原料的可能来源。以蛇纹石微量元素含量与地质成因类型之间的关系来探索古代蛇纹石玉器玉料可能的来源是一种有益的尝试。     

应用PIXE技术对书写字迹的分析

在国内首次应用质子激发X射线荧光法对常见的书写字迹进行刑事检验分析,确认PIXE技术可以作为文件检验当中字迹同一认定的有效方法。同时,质子激发X射线荧光法也是一种有效的无损检验的方法。提出了不同于现在的解决途径的质子激发X射线荧光技术解决法庭科学当中的两大疑难问题——书写时间的鉴定、毒品源头的认定。     

时域同步平均技术在直升机主减速器故障诊断中的应用分析

由于直升机主减速器的结构特点致使振动信号的信噪比很低,给故障特征的提取带来了难度;文中以某型直升机的主减速器为研究对象,开展时域同步平均技术在主减速器故障特征提取上应用的深入研究,分析了该技术在实际中的应用以及在应用过程中的误差影响,在此基础上提出了时域同步平均误差分析的改进方法,通过在直升机主减速器飞行数据的对比应用分析,证明该方法的可行性和有效性,并能在一定程度上提高故障特征提取的精度。     

Study of the elemental composition of wine stoppers using PIXE

Analysis of stoppers has been restricted mostly to the determination of organic compounds and microorganisms, but none of these studies aimed at the mineral contents of stoppers. Therefore, the aim of this work is to determine the elemental concentration of cork and synthetic stoppers. Wine, cork, and synthetic stoppers were analyzed through the particle‐induced X‐ray emission and micro‐particle‐induced X‐ray emission techniques. The analysis of the internal and external layers of cork and synthetic stoppers showed striking differences in their elemental composition and concentrations and depend on the nature of the stopper. For instance, Si, S, K, and Ca have higher concentrations in the external layer than in the inner portion of the stoppers. Moreover, our results show that elements are not distributed homogeneously throughout the surface of cork stoppers. This study provides, for the first time, data on the elemental composition of different stoppers, which could serve as a database for future research in this field. Finally, it is important to mention that wine and stoppers were analyzed with the same technique, which allows a straightforward comparison between them. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Nanoparticles in Emissions and Atmospheric Environment: Now and Future

Journal of Nanoparticle Research -     

Study of medieval enamelling on gilded objects combining SEM-EDAX and PIXE

A set of fragments of metallic artefacts from the medieval period excavated from Ciudad Real in Spain has been studied. The objects are gilded copper buckles with a champlevé enamelling decoration. The composition of predominantly blue-coloured enamels has been analysed using three non-destructive techniques, SEM-EDAX (scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray analysis), X-ray fluorescence (XRF) and PIXE (particle-induced X-ray emission). Analyses show that Co is responsible for the blue colour. The results of the two techniques are compared, as well as the main components which constitute the enamel. Analyses suggest that Cu is responsible for red colour.     

Lidar Network System for Monitoring the Atmospheric Environment in Jakarta City

A lidar network system consisting of two Mie scattering lidars and one differential absorption lidar was developed to measure the atmospheric environment in Jakarta. The three lidars were installed at three locations in Jakarta to study atmospheric boundary layer structure and transportation of atmospheric pollutants. The Mie scattering lidars employ compact flashlamp pumped Nd:YAG lasers operated at 1064 nm fundamental. They are installed in shelters and directed vertically. One of the Mie lidar has a rotating wedged window for scanning conically to measure wind velocity using a correlation method. The DIAL system employs two Nd:YAG laser-pumped optical parametric oscillators. The DIAL is designed to measure distribution of ozone and SO₂ in the near UV region, and NO₂ in the 450-nm region. The system is installed in a shelter and has a full scanning capability.     

大气压基体辅助激光解析离子源发展及其应用

介绍了国际上新出现的一种离子源——大气压基体辅助激光解析离子源(atmospheric pressure matrix-assisted laser desorption/ionization,AP-MALDI)。该离子源是在真空MALDI的基础上研究发展起来的,广泛应用于生物大分子及其相关领域的研究。该离子源较真空MALDI电离更加柔和,产生的碎片离子更少,又由于其工作在大气压下,可作为外接离子源方便地与各类质谱分析器联用,大大扩展了基体辅助激光解析离子源的应用范围。文章详细介绍了AP-MALDI的基本原理、结构及技术进展。此外,还对该离子源在生物高聚物分析方面的最新应用进行了介绍。     

厚靶的PIXE定量分析

本文主要从公式、数据的来源、探测效率、质子束流的测定、主、少量元素和微量元素的计算、精确度、探测限等方面介绍厚靶ＰＩＸＥ分析的近年来的发展及复旦大学厚靶ＰＩＸＥ工作的开展． All aspects about quantitative analysis of thick samples including formalism, data base, detector efficiency, charge measurement,calibration of major, minor and trace elements,accuracy and detection limits are reviewed. The development of Fudan university on these areas are also discussed.     

温度和加热时间对大气环境中纯铁光谱发射率的影响

纯铁的光谱发射率受温度的影响很大,尤其是在大气环境中,由于温度升高加剧了表面的氧化,导致其光谱发射率发生了“无规律”变化。基于基尔霍夫定理,利用研制的反射法光谱发射率测量装置对纯铁1.55μm波长的光谱发射率进行了系统的研究,探讨了温度、加热时间等因素对纯铁光谱发射率的影响。研究结果表明：纯铁的光谱发射率随着温度的升高而增大,并且在一定的温度下出现了峰值和谷值,通过分析有氧化层时金属的发射率模型,解释了这种现象的发生。恒温长时间测量结果表明,在不同的温度下,加热时间对光谱发射率的影响不同。研究结果将进一步丰富纯铁的光谱发射率数据,并为其光谱发射率在大气环境中的应用提供了实验依据。